드론프로토타입 모델링 민간기능경기대회
본문
팀명: Blue Wing
팀원: 박용민, 이민창
● 팀장: 박용민
- 드론 후프(hoop) 부위 설계 및 3D 모델링
- 3D 프린팅 출력 및 후처리 담당
- 후프 강성 보완 및 개선 작업 수행
- 본선 경기 메인 드론 조종자
● 팀원: 이민창
- 드론 바디(동체) 3D 모델링 및 설계
- 3D 프린터로 출력된 부품 조립 담당
- 대회 코스 제작 및 시험 환경 구축
- 바디 구조 강성 부족 부위 재설계 및 보완
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● 대회 규정
- 배터리: 1셀
- 사이즈: 55cm 장애물 통과 가능한 크기 ( 200 * 200 )
- 외형 필수 사항: 후프 구조물 필요
- 가산점 드론 바디까지 모델링/프린팅 후 출전시 가산점 10점
● 바이로봇 코딩드론 패키지( 완구용 코딩드론 )
- 본 드론은 시판 완구용 드론을 기반으로 모터 간 거리와 높이 등 기본 구조를 유지하며 설계되었다.
주요 부품으로 모터, FC, 고도·자세 센서를 적용해 기본적인 비행 성능을 확보하였다. 프레임은 3D 프린터로
제작하여 무게 증가가 있었으나, 불필요한 센서류를 제거해 경량화를 달성하였다. 이를 통해 대회 규정에 적합한
크기와 무게 조건을 만족하면서 안정적인 비행 성능을 확보하였다.
● 구조 최적화 사례
-본 드론은 선 연결 방식이 아닌 탈착식 배터리 구조를 적용하였다. 이에 따라 접점 불량을 방지하고 무게 중심을
맞추기 위해 배터리 받침대를 추가 설계하였다. 배터리와 FC가 수평을 이루도록 하여 안정성을 높였으며,
치수를 타이트하게 설계해 비행 중에도 쉽게 빠지지 않도록 하였다. 이를 통해 비행 안정성과 구조적 신뢰성을 동시에 확보할 수 있었다.
-프레임에는 삼각형·사다리꼴 웨이트 홀을 적용해 불필요한 재질을 줄이고 경량화를 달성하였다. 하중이 적은 영역에 홀을 배치하되,
암-바디 연결부 등 강성이 필요한 구간은 제외해 구조적 안정성을 확보하였다. 이를 통해 무게 절감과 강도 유지를 동시에 달성하였다.
-드론 후프는 충격 흡수와 구조 강도를 동시에 만족시키기 위해 다양한 두께(1mm, 1.5mm, 2mm, 3mm)로 시제품을 출력하였다.
반복적인 실험 결과, 1.5mm 두께에서 가장 적절한 탄성과 강도를 확보할 수 있었으며, 무게 증가도 최소화할 수 있었다.
이를 통해 경기 중 충격에도 변형이 적고 안정적인 비행 성능을 유지할 수 있었다.
● 3D 프린터 출력 조건
- PLA, PETG, PLA-CF 중 강성과 경량화를 위해 PLA-CF 선정
● 구성품 조립
- 설계 과정에서 필라멘트의 수축률과 변형 요인을 고려하여 부품을 설계하였다. 그 결과 출력 시 큰 문제 없이 정확한 형상이 확보되었으며,
조립 또한 원활하게 진행되었다. 전체적으로 안정적인 조립 품질을 달성할 수 있었다.
- 기초 설계는 기존 완구 드론을 기반으로 모터 간 간격 등을 고려해 제작했으나, 무게중심이 다소 뒤로 치우쳤다.
실전에서는 트림 기능을 활용해 이를 보정하였고, 안정적인 비행 성능을 확보할 수 있었다.
● 본선진출 및 최단 기록 달성
-연습리그에서 55초 달성, 본선리그에서 1분 13초 달성 ( 기록 1위 )